文档介绍：专业: 化学工程与工艺
实验报告
课程名称: 过程工程原理实验指导老师: 成绩:_________________
实验名称: 流体力学综合实验实验类型:___ __同组学生姓名:
一、实验目的和要求(必填) 二、实验内容和原理(必填)
三、主要仪器设备(必填) 四、操作方法和实验步骤
五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析(必填)
七、讨论、心得
装订线
Ⅰ、流体流动阻力测定
一、实验目的
⑴掌握测定流体流经直管、管件(阀门)时阻力损失的一般实验方法。
⑵测定直管摩擦系数λ与雷诺准数Re的关系,验证在一般湍流区内λ与Re的关系曲线。
⑶测定流体流经管件(阀门)时的局部阻力系数ξ。
⑷识辨组成管路的各种管件、阀门,并了解其作用。
二、基本原理
⑴直管阻力摩擦系数λ的测定
流体在水平等径直管中稳定流动时,阻力损失为:
⑴
即⑵
⑶
采用涡轮流量计测流量V
⑷
用压差传感器测量流体流经直管的压力降。
根据实验装置结构参数l、d,流体温度T(查流体物性ρ、μ),及实验时测定的流量V、压力降ΔPf,求取Re和λ,再将Re和λ标绘在双对数坐标图上。
⑵局部阻力系数ζ的测定
流体通过某一管件或阀门时的机械能损失表示为流体在小管径内流动时平均动能的某一倍数,这种方法称为阻力倍数法。即:
⑸
故⑹
根据连接管件或阀门两端管径中小管的直径d,流体温度T(查流体物性ρ、μ),及实验时测定的流量V、压力降ΔPf ’,通过式⑸或⑹,求取管件(阀门)的局部阻力系数ζ。
三、实验装置与流程
实验装置如下图所示:
1、水箱 2、离心泵 3、压差传感器 4、温度计 5、涡轮流量计 6、流量计 7、转子流量计 8、转子流量计 9、压差传感器 10、压差传感器 11、压差传感器 12、粗糙管实验段 13、光滑管实验段 14、层流管实验段 15、压差传感器 16、压差传感器 17、局部阻力 18、局部阻力
图1 实验装置流程图
装置参数:
名称
材质
管内径/mm
测量段长度/mm
光滑管
不锈钢管
21
1000
粗糙管
镀锌铁管
22
1000
局部阻力
闸阀
22
640
局部阻力
截止阀
21
620
四、实验步骤
⑴首先对水泵进行灌水,然后关闭出口阀,打开电源,启动水泵电机,待电机转动平稳后,把泵的出口阀缓缓开到最大。
⑵对压差传感器进行排气,完成后关闭排气阀门,使压差传感器处于测量状态。
⑶缓慢转到调节阀,调节流量,,并且让流量按等比变化。每次改变流量,待流动达到稳定后,分别记下流量值、直管压差和阀门压差。
⑷实验结束,关闭出口阀,停止水泵电机,清理装置。
五、数据记录及处理
当水温T=℃时,密度ρ=,粘度μ=*·s。
根据式⑵、⑶、⑷、⑹,以及公式
阀门压差
可计算得到如下结果:
⑴光滑管
序号
流量V/(m3/h)
平均流速u(m/s)
直管压差(kPa)
直管阻力摩擦系数λ
雷诺准数Re
截止阀压差(kPa)
局部阻力系数ξ
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